दक्षिण कोरियाई टीम ने कोटिंग की "खामियों" को 5.5 गुना ऊष्मा स्थानांतरण बढ़ोतरी में बदला

दक्षिण कोरिया के विज्ञान-प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय KAIST के शोधकर्ताओं ने 23 अगस्त को घोषणा की कि यांत्रिक अभियांत्रिकी तथा रासायनिक व जैव-आणविक अभियांत्रिकी विभागों के प्रोफेसरों के नेतृत्व वाली एक संयुक्त टीम ने एक नई कोटिंग तकनीक बनाई है, जो संघनन के दौरान पानी की बूंदों को आसानी से बनने और तेज़ी से अलग होने में मदद करती है। बूंदों का तेज़ी से बनना और हटना बिजलीघरों तथा विलवणीकरण संयंत्रों की ऊर्जा दक्षता बढ़ा सकता है, और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की कूलिंग को बेहतर बना सकता है।

जलवाष्प के तरल में बदलने पर होने वाला संघनन, बिजलीघरों में भाप को वापस पानी में बदलने, समुद्री जल से ताज़ा पानी बनाने और इलेक्ट्रॉनिक्स से गर्मी दूर ले जाने में भूमिका निभाता है। सामान्य धातु सतहों पर, छोटी बूंदें अक्सर मिलकर पानी की एक निरंतर परत बना लेती हैं, जो गर्मी के प्रवाह में बाधा बनती है। ड्रॉपवाइज़ कंडेनसेशन नामक अधिक कुशल प्रक्रिया में पानी अलग-अलग बूंदों के रूप में बार-बार बनता और अलग होता रहता है, जिससे ताज़ा सतह बार-बार उजागर होती है।

पहले की सतह डिज़ाइनों में एक व्यापार-संतुलन था: खुरदुरी सतहें बूंदों के बनने के लिए ज़्यादा जगह देती हैं लेकिन उन्हें फंसा भी सकती हैं, जबकि चिकनी सतहें बूंदों को आसानी से अलग होने देती हैं पर बनने की जगह कम देती हैं। टीम ने पहले खामी माने जाने वाले नैनो-स्तर के पॉलिमर समूहों को बूंदों के लिए न्यूक्लिएशन स्थल के रूप में इस्तेमाल कर इसे हल किया। उन्होंने इनिशिएटेड केमिकल वेपर डिपॉज़िशन (iCVD) नामक तकनीक से यह कोटिंग बनाई, जो गैस-चरण अग्रदूतों को जमाकर एक बेहद पतली पॉलिमर परत बनाती है; फिल्म को पतला करने पर करीब तीन गुना ज़्यादा बूंदें बनीं, और फिर एक ऊष्मा उपचार ने बूंदों को सतह से जोड़े रखने वाले बल को कमज़ोर कर दिया, जिससे वे बड़ी होने से पहले ही अलग हो सकीं।

कंडेंसर में आम तौर पर इस्तेमाल होने वाली तांबे की नलियों पर लगाने पर, इस कोटिंग ने लगभग 88 किलोवाट प्रति वर्ग मीटर प्रति केल्विन का अधिकतम संघनन ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक हासिल किया, जो पानी की परत से ढकी सामान्य तांबे की सतह से लगभग 5.5 गुना अधिक है, और पारंपरिक हाइड्रोफोबिक कोटिंग से 50% से ज़्यादा बेहतर है। परियोजना के यांत्रिक अभियांत्रिकी हिस्से का नेतृत्व करने वाले प्रोफेसर यंगसुक नाम ने कहा, "यह शोध इसलिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यह पहले खामी मानी जाने वाली नैनोसंरचनाओं का उपयोग बूंदों के बनने में मदद करने वाली विशेषताओं के रूप में करता है।"